krótka historia energetyki Opracowała: EWELINA MIŚKIEWICZ ENERGETYKA JĄDROWA Jak to się stało, ... czyli krótka historia energetyki jądrowej na świecie Opracowała: EWELINA MIŚKIEWICZ Kl. III c

Wszystko zaczęło się w 1938 roku, kiedy to O. Hahn i F Wszystko zaczęło się w 1938 roku, kiedy to O. Hahn i F. Strassman odkryli zjawisko rozszczepiania jądra uranu-235. Odkrycie to zapoczątkowało serię wielu badań prowadzonych przez znanych fizyków na całym świecie. I tak , jeszcze w 1938 roku odkryta została reakcja łańcuchowa rozszczepiania jąder pierwiastków ciężkich. Jako że zbliżała się wielka dziejowa burza, jaką była II wojna światowa, w głowach uczonych i przywódców żądnych absolutnej władzy nad światem, zrodził się pomysł wykorzystania ogromnej energii, związanej w jądrach atomów, do uzyskania tej władzy.

Włoski fizyk Fermi, pracujący od 1938 roku na uniwersytecie w Chicago w USA, zbudował w roku 1942 pierwszy reaktor jądrowy, tzw. stos atomowy Fermiego. Mając to urządzenie rozpoczął wraz ze swoimi współpracownikami( m.in. z J.R. Oppenheimerem) budowę pierwszej na świecie bomby atomowej w ośrodku badań jądrowych w Los Alamos w USA w latach 1944- 46. Budowa ta odbywała się w ramach MANHATTAN PROJECT (od 1942 r.) – amerykańskiego programu budowy bomby jądrowej, na potrzeby którego pracowały też: uniwersytet Columbia w Nowym Jorku oraz uniwersytet stanowy Kalifornia. Pierwsza próba jądrowa na świecie odbyła się 16 lipca 1945 roku w Alamogordo w stanie Nowy Meksyk. Próba ta powiodła się. Stany Zjednoczone dysponowały od tej chwili najsilniejszą bronią masowego rażenia na świecie. Rychło została ona wykorzystana. 6 sierpnia 1945 roku o godz. 815 na japońskie miasto Hiroszima spadła amerykańska bomba atomowa. Dwa dni później - 8 sierpnia 1945 o godz. 1100 podobny los spotkał Nagasaki. W obu miastach w ciągu kilku minut po wybuchu zginęło w sumie ok. 100 tys. osób, nikt nie przeżył. Obie bomby miały moc 20 kt (kiloton) każda. To tak, jakby wybuchł trotyl z 20 wagonów, w każdym po 1000 ton trotylu. Aż trudno to sobie wyobrazić!

Po II wojnie światowej również inne państwa zaczęły zbroić się w broń jądrową. Do końca lat 60. XX w. broń taką posiadały już: USA, Rosja, Francja, Wielka Brytania, Chiny oraz Indie (są to dane oficjalne). Do połowy lat 90. przeprowadzono ok. 2000 prób jądrowych we wszystkich rejonach świata. 24 września 1996 roku w Nowym Jorku przedstawiciele państw świata, w tym prezydent Polski – pan Aleksander Kwaśniewski, podpisali Traktat O Całkowitym Zakazie Prób Jądrowych (CTBT ). [ Więcej o tym traktacie dowiecie się Państwo odwiedzając stronę internetową organizacji CTBTO http://www.ctbto.com oraz „Kącik dla zainteresowanych” w sali 34 w naszej szkole]. Na szczęście, energia atomowa wykorzystywana była nie tylko jako broń, ale też jako wydajne źródło energii elektrycznej. Największy jej rozwój nastąpił w latach 50. i 60. Pierwsza elektrownia jądrowa otwarta została w Wielkiej Brytanii w roku 1956.

Energetyka jądrowa na świecie w chwili obecnej

Obecnie na świecie w 38 krajach pracuje blisko 440 bloków jądrowych o łącznej mocy zainstalowanej ok. 349 GWe. Najwięcej bloków jądrowych pracuje obecnie w USA (w 1998 – 104). Największymi elektrowniami jądrowymi na świecie są: Fukushima w Japonii( o mocy 9 GWe), Bruce w Kanadzie(moc 7 GWe) i Gravelines we Francji( moc 5,5 GWe). Najprężniej rozwija się energetyka jądrowa w krajach Azji Środkowej i Wschodniej( Korea Płd., Japonia, Chiny i in.) – wiele bloków jest w budowie.

Energetyka jądrowa w Polsce

W Polsce działa tylko jeden reaktor jądrowy, lecz służy on tylko do celów badawczych. Jest to reaktor „Maria” w Instytucie Problemów Jądrowych w Świerku koło Warszawy. W naszym kraju nie ma ani jednej elektrownii jądrowej, nawet nie działającej. W latach 80. planowano budowę takiej elektrownii w połączenie z działającą elektrownią wodną w Żarnowcu na Pomorzu, jednakże m.in. z powodów finansowych w roku 1990 budowę przerwano. Podobnie miała się sytuacja z planowaną budową elektrownii jądrowej w okolicach Krakowa. Praktycznie więc rzecz biorą w Polsce taki dział energetyki jak energetyka jądrowa, nie istnieje. Jest to sytuacja mało korzystna zarówno dla budżetu państwa jak i dla mieszkańców naszego kraju - użytkowników energii elektrycznej, gdyż jak za moment się Państwo dowiecie, z instalacji jądrowych można ciągnąć wręcz niezastąpione korzyści przy relatywnie niskim wkładzie finansowym.

Korzyści energetyki jądrowej

Energia wytwarzana w elektrowniach jądrowych na całym świecie stanowi blisko 17% ogólnie wytwarzanej energii. Wbrew ogólnemu sądowi jest jedną z bezpieczniejszych i bardziej przyjaznych człowiekowi i środowisku rodzajów energii. Przede wszystkim w pracy elektrowni jądrowych zminimalizowana jest praktycznie do zera emisja gazów cieplarnianych (dwutlenek węgla, metan) oraz szkodliwych tlenków azotu i dwutlenku siarki - co za tym idzie nie powoduje powiększania się stopnia zanieczyszczenia powietrza, a także nie przyczynia się w tak znacznym stopniu jak energetyka paliw konwencjonalnych do pogarszania stanu zdrowia ludzi. Kontrowersje może tu jednak budzić problem odpadów poreakcyjnych z rdzenia reaktorów jądrowych. Tym problemem zajmiemy się jednak później (patrz materiały „”).

Należy podkreślić znaczenie EJ dla gospodarki krajów, w których jest ona stosowana. Prawdą jest, że sama budowa elektrowni jądrowej jest bardzo poważną inwestycją finansową, ale jednak w dość szybkim czasie zwraca się ona, gdyż koszty cyklu reakcyjnego oraz eksploatacji elektrowni są niższe, bardziej ekonomiczne niż te potrzebne na utrzymanie elektrowni bazujących na węglu kamiennym czy ropie naftowej. Poza tym EJ jest bardziej wydajna produkcyjnie, co w przypadku krajów rozwijających się, które zwiększają produkcję przemysłową przy ciągle wysokim zapotrzebowaniu energetycznym, jak np. Polska, jest bardzo korzystne. Ważne jest również to, że paliwo uranowe, będące głównym źródłem energii jądrowej jest powszechnie występującym składnikiem skorupy ziemskiej (tzw. rudy uranowe).

Problemy energetyki jądrowej

Główny problem związany z EJ dotyczy prawidłowego zabezpieczenia reaktorów jądrowych elektrowni oraz odpowiedniego składowania i/lub utylizacji odpadów radioaktywnych. Współcześnie bezpieczeństwo EJ jest bardzo wysokie i tylko w skrajnych przypadkach może stanowić zagrożenie dla ludzi i środowiska. Mimo zapewnień specjalistów obawy społeczeństwa przed awariami reaktorów są znaczne. W pamięci ludzi wciąż żyją tragedie z Czarnobyla ( 26 IV 1986 roku) oraz z Three Mile Island (choć tam po wycieku chłodziwa z reaktora nikt nie stracił życia!).

 Odrębnym problemem EJ są gigantyczne koszty związane z budową elektrowni atomowych, przez które wiele krajów średniozamożnych, rozwijających się nie może pozwolić sobie na zainwestowanie w budowę nawet najmniejszej elektrowni atomowej. Ogromy problem z którym boryka się współczesny świat stanowi broń jądrowa. Co prawda większość państw (44 państwa) podpisała w 1996r. traktat CTBT, ale ostatnio coraz więcej państw azjatyckich przyznaję się do posiadania głowic jądrowych o ogromnej sile rażenia. Jeżeli broń ta nie zostanie w odpowiedni sposób zneutralizowana może stać się przyczyną zagłady rodzaju ludzkiego, szczególnie, gdy dostanie się w niepowołane ręce.

Prognostyka energetyki jądrowej

W roku 1998 opublikowano trzy prognozy światowego rozwoju EJ: 1.      prognoza Instytutu Uranowego (IAEA) [do 2020 roku] 2.      prognoza zespołu ekspertów MAEA [do 2020] 3.      prognoza przygotowana na XVII Kongres Światowej Rady Energetycznej- Houston 1998 [od 2020 do 2050 roku, z podziałem świata na trzy grupy krajów: kraje OECD, kraje reformujące się, kraje rozwijające się]; Dwie pierwsze prognozy zakładają wzrost łącznego poziomu mocy zainstalowanych w EJ na świecie do 2010 o 7%, a do 2020 o 16%. Największy wzrost ma nastąpić w krajach rozwijających się, mały spadek w krajach OECD oraz niewielki wzrost w krajach reformujących się (przy czym prognoza MAEA zakłada dużo większy wzrost dla roku 2020).

Prognoza trzecia, oparta na zmianie liczby ludności świata, mówi, że zużycie, a co za tym idzie, produkcja energii jądrowej wzrośnie w 2020 roku o 6,6% i w 2050 o 13,8% w stosunku do poziomu z roku 1998. Głównymi czynnikami, które będą wpływać na rozwój EJ są: -         zaostrzenie wymagań ekologicznych – EJ, nie emitująca CO2, SO2, NxOy oraz pyłów będzie stawała się coraz bardziej konkurencyjna wobec energetyki konwencjonalnej, która jest głównym źródłem degradacji środowiska naturalnego i której surowce są przecież prawie na wyczerpaniu (w skali globalnej na przestrzeni następnego wieku); -         szersze uwzględnianie tzw. kosztów zewnętrznych produkcji( koszty związane z szkodliwością zakładów, produktów itp.) oraz kosztów ogólnych- pozornie droższa EJ jest rzeczywiście tańsza od energetyki węglowej i innych konwencjonalnych o ok.10%; -         postęp w rozwoju stosowania odnawialnych źródeł energii – przewiduje się znaczny spadek poziomu wykorzystania w energetyce energii wód, wiatru, energii geotermalnej itp. oraz zastąpienie ich innymi rodzajami energii, w tym energii jądrowej.